基于析出相控制的热轧本质细晶钢技术及应用

针对热轧厚钢板、管型材等产品在高温轧制或焊接条件下组织难以均匀细化的共性问题,开展了基础理论-关键技术-产品工艺的系统研究,通过对已有技术的发展和探索创新,提出基于析出相控制的新型本质细晶钢技术路线。通过“冶炼→连铸→轧制→冷却→焊接”全流程一体化工艺控制,调控钢中高热稳定性微-纳米析出相粒子分布,结合加工工艺优化控制,促进基体和焊接组织均匀细化,突破传统组织性能调控手段及工艺条件限制,显著提升材料综合服役性能,推动实现先进钢材的高性能绿色化制造。采用热力学计算软件分析了低合金钢中部分氮化物和氧化物的析出规律,利用电子探针显微镜和扫描电镜表征了钢中典型高温析出相的结构特征,从析出物的热稳定性及其与基体的交互作用角度说明复合析出相的设计思路。讨论了第二相诱导晶内铁素体形核的贫锰区机制和共格界面机制,采用高温原位表征技术研究了晶内铁素体转变行为,阐述了基于多类型、多尺度复合析出相体系设计的晶界、晶内多重组织细化机制。技术应用于大线能量焊接用钢板、热轧结构钢高温高效轧制、热轧无缝钢管在线组织调控、低成本热轧抗震钢筋等产品和工艺的开发,取得良好应用效果,并在更多产品领域展现出广阔的应用前景。